[发明专利]多通道通信系统的速率控制

说明书

[1001]本申请要求享受2006年3月20日递交的名称为“RATE CONTROLFOR MULTI-CHANNEL COMMUNICATION SYSTEMS”的美国临时申请No.60/784,586的优先权，这里以引用方式并入其全部内容。

技术领域

[1002]本发明涉及无线通信领域。更具体地说，本发明涉及在多用户无线网络中用于确定反向链路数据速率和调度的方法和系统。

背景技术

[1003]正交频分复用(OFDM)通信系统有效地将整个系统带宽分成多个(N_F)子载波，也可以将该子载波称为频率子信道、音调或频点(frequencybin)。对于OFDM系统来说，要发送的数据(即，信息比特)可以首先利用特定编码方案进行编码，以生成代码比特，并且可以进一步将该代码比特分组成多比特符号，然后将多比特符号映射成调制符号。每个调制符号对应于由用于数据传输的特定调制方案(例如，M-PSK或M-QAM)定义的信号星座图中的一点。在依赖于各个频率子载波带宽的各个时间间隔内，可以在N_F个频率子载波中的每一个频率子载波上发送调制符号。OFDM可以防止由频率选择性衰落导致的符号间干扰(ISI)，其中频率选择性衰落是通过跨越系统带宽的不同衰减总量来表征的。

[1004]多输入多输出(MIMO)通信系统能够采用多个(N_T)发射天线和多个(N_R)接收天线进行数据传输。由N_T个发射天线和N_R个接收天线构成的MIMO信道可以分解为N_S个独立的信道，其中N_S≤min{N_T，N_R}。N_S个独立信道中的每个信道可以称为MIMO信道的“空间子信道”，并且其对应于一个维度。如果利用由多个发送和接收天线建立的附加维度，那么MIMO系统很可能改善性能(例如，增加传输容量)。

[1005]对于采用OFDM的MIMO系统(即，MIMO-OFDM系统)来说，N_F个频率子载波对用于数据传输的N_S个空间子信道都是可用的。各个空间子信道的每个频率子载波可以称为传输信道。因此，N_F·N_S个传输信道可用于在N_T个发射天线和N_R个接收天线之间进行数据传输。

[1006]对于MIMO-OFDM系统来说，各个空间子信道的N_F个频率子载波会经历不同的信道状况(例如，不同的衰落和多径效应)，由此实现不同的信号与噪声和干扰比(SNR)。所发送的每个调制信号都会受发送该符号的传输信道的响应的影响。根据发射机和接收机之间的通信信道的多径概况，对于各个空间子信道而言，频率响应在整个系统带宽上可能有较大的变化，并且可能还在空间子信道之间有较大的变化。

[1007]对于具有不平坦频率响应的多径信道来说，在各个传输信道上可靠发送的信息速率(即，每调制符号的信息比特数目)可能根据传输信道而不同。如果在多个传输信道上发送特定数据分组的调制符号，并且如果这些传输信道的响应变化较大，那么，这些调制符号可以以较宽范围的SNR接收到。于是，SNR将会对于全部所接收的分组相应地变化，这会使确定数据分组的适当速率变得困难。

[1008]由于不同发射机和接收机可能经历不同(并且可能有较大变化)的信道状况，所以在相同的发射功率和/或数据速率上向所有接收机发送数据是不切实际的。固定这些传输参数可能会导致浪费发射功率、使用次优数据速率和/或对于不同接收机的不可靠通信，这些都会导致人们不希望看到的系统容量减少。

[1009]上面的讨论描述了与用于任意用户的反向链路调度的速率确定有关的各种问题。但遗憾的是，在MIMO通信系统的情况下，还会出现与同时传输来自多用户的多个天线的多个流有关的困难。

[1010]此外，信道状况可能由于众多的各种原因而随时间变化。因此，传输信道所支持的数据速率也会随时间变化。因此，由于不同接收机的通信信道具有不同的传输能力，加上这些通信信道的多径和时变特性，以及在分配来自不同发射天线的不同功率和速率方面有更大的自由度，这些都使得在MIMO系统中高效地发送数据成为一种挑战。

发明内容

[1011]下面更具体地描述本发明的各个方面和实施例。